(57)【要約】【課題】  最適な深夜下げ代と火力予備力を算出する。【解決手段】  火力発電機の発電機関連情報を設定し、揚水時間を設定し、揚発時間を設定し、深夜下げ代を任意の値に設定し、火力予備力を任意の値に設定し、設定された揚水時間における深夜発電合計を算出する第１の発電合計算出部１５と、設定された揚発時間における昼間発電合計を算出する第２の発電合計算出部１６と、深夜発電合計と、昼間発電合計とに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する第１の燃料費用算出部１７と、深夜発電合計及び昼間発電合計を補正する補正部１８と、補正部１８により補正された深夜発電合計及び昼間発電合計に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する第２の燃料費用算出部１９と、設定された深夜下げ代の補正値を算出し、設定された火力予備力の補正値を算出する補正値算出部２０とを備える。【選択図】  図３
2007124765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報を設定する発電機関連情報設定手段と、
上記火力発電機の電力を利用して調整池へ揚水するための時間を設定する揚水時間設定手段と、
上記調整池から揚発するための時間を設定する揚発時間設定手段と、
上記揚水時間設定手段により設定された上記揚水時間における上記火力発電機の深夜下げ代を任意の値に設定する深夜下げ代設定手段と、
上記揚発時間設定手段により設定された上記揚発時間における上記火力発電機の火力予備力を任意の値に設定する火力予備力設定手段と、
上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代とに基づいて、上記揚水時間における深夜発電合計を算出する第１の発電合計算出手段と、
上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力に基づいて、上記揚発時間における昼間発電合計を算出する第２の発電合計算出手段と、
上記第１の発電合計算出手段により算出された上記深夜発電合計と、上記第２の発電合計算出手段により算出された上記昼間発電合計とに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する第１の燃料費用算出手段と、
上記第１の発電合計算出手段により算出された上記深夜発電合計の補正量と、上記揚水時間設定手段により設定された上記揚水時間と、揚水の効率とを乗じて得られた第１の乗算値と、上記第２の発電合計算出手段により算出された上記昼間発電合計の補正量と、上記揚発時間設定手段により設定された上記揚発時間とを乗じて得られた第２の乗算値とに基づき、上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計を補正する補正手段と、
上記補正手段により補正された上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する第２の燃料費用算出手段と、
上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用算出手段により算出された上記第２の燃料費用とに基づいて、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代の補正値を算出し、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力の補正値を算出する補正値算出手段とを備えることを特徴とする発電に関する最経済算出装置。
【請求項２】
上記補正手段は、下記式を満たすように、上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計を補正し、
上記補正値算出手段は、上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用算出手段により算出された上記第２の燃料費用とに基づいて、下記式を満たすように、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代の補正値を算出し、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力の補正値を算出することを特徴とする請求項１記載の発電に関する最経済算出装置。
Ｐｔｄ＝−Ｐｓｄ×ηＰ×Ｔｐ／Ｔｇ
但し、Ｐｔｄは、第２の発電合計算出手段により算出された昼間発電合計の補正量（昼間発電合計補正量）を示し、Ｐｓｄは、第１の発電合計算出手段により算出された深夜発電合計の補正量（深夜発電合計補正量）を示し、ηＰは、揚水効率を示し、Ｔｐは、揚水時間を示し、Ｔｇは、揚発時間を示している。
【請求項３】
上記系統に繋がれている火力発電機に対して、上記揚水時間及び上記揚発時間における並列選択、解列選択又は出力指定を行う発電状態設定手段を備え、
上記第１の発電合計算出手段は、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代とに基づいて、上記発電状態設定手段により並列選択されている火力発電機の深夜発電合計を算出し、
上記第２の発電合計算出手段は、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力とに基づいて、上記発電状態設定手段により並列選択されている上記火力発電機の上記昼間発電合計を算出することを特徴とする請求項１記載の発電に関する最経済算出装置。
【請求項４】
上記第１の発電合計算出手段は、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代とに基づいて、日毎に上記深夜発電合計を算出し、
上記第２の発電合計算出手段は、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力に基づいて、日毎に上記昼間発電合計を算出することを特徴とする請求項１記載の発電に関する最経済算出装置。
【請求項５】
上記発電状態設定手段は、上記系統に繋がれている火力発電機に対して、日毎に上記揚水時間及び上記揚発時間における並列選択、解列選択又は出力指定を行い、
上記第１の発電合計算出手段は、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代とに基づいて、上記発電状態設定手段により並列選択されている火力発電機の深夜発電合計を日毎に算出し、
上記第２の発電合計算出手段は、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力とに基づいて、上記発電状態設定手段により並列選択されている上記火力発電機の昼間発電合計を日毎に算出することを特徴とする請求項４記載の発電に関する最経済算出装置。
【請求項６】
設定部により系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報が設定され、上記火力発電機の電力を利用して調整池へ揚水するための時間が設定され、上記調整池から揚発するための時間が設定され、上記揚水時間における上記火力発電機の深夜下げ代が任意の値に設定され、上記揚発時間における上記火力発電機の火力予備力が任意の値に設定され、これら設定された情報に基づいて発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出する最経済算出方法において、
上記発電機関連情報と、上記深夜下げ代とに基づいて、上記深夜発電合計を算出し、
上記発電機関連情報と、上記火力予備力に基づいて、上記昼間発電合計を算出し、
上記深夜発電合計と、上記昼間発電合計とに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出し、
上記深夜発電合計補正量と、上記揚水時間と、揚水の効率とを乗じて得られた第１の乗算値と、上記昼間発電合計補正量と、上記揚発時間とを乗じて得られた第２の乗算値とに基づき、上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計を補正し、
補正された上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出し、
上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用とに基づいて、上記深夜下げ代の補正値を算出し、上記火力予備力の補正値を算出し、発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出することを特徴とする最経済算出方法。
【請求項７】
系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報が設定され、上記火力発電機の電力を利用して調整池へ揚水するための時間が設定され、上記調整池から揚発するための時間が設定され、上記揚水時間における上記火力発電機の深夜下げ代が任意の値に設定され、上記揚発時間における上記火力発電機の火力予備力が任意の値に設定され、これら設定された情報に基づいて発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出するためのプログラムにおいて、
上記発電機関連情報と、上記深夜下げ代とに基づいて、上記深夜発電合計を算出し、
上記発電機関連情報と、上記火力予備力に基づいて、上記昼間発電合計を算出し、
上記深夜発電合計と、上記昼間発電合計とに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出し、
上記深夜発電合計補正量と、上記揚水時間と、揚水の効率とを乗じて得られた第１の乗算値と、上記昼間発電合計補正量と、上記揚発時間とを乗じて得られた第２の乗算値とに基づき、上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計を補正し、
補正された上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出し、
上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用とに基づいて、上記深夜下げ代の補正値を算出し、上記火力予備力の補正値を算出することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報を設定する発電機関連情報設定手段と、
上記火力発電機の発電合計を複数断面指定する複数断面指定手段と、
上記火力発電機の揚発断面を指定する揚発指定手段と、
上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記複数断面指定手段により指定された上記複数断面と、上記揚発指定手段により指定された上記揚発指定断面に基づいて火力カーブを生成する火力カーブ生成手段と、
上記火力カーブ生成手段により生成された火力カーブに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する第１の燃料費用算出手段と、
上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用に基づき、揚水対象断面である増分燃料費が最小の発電合計を増加方向に補正し、上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用に基づき、揚発対象断面である増分燃料費が最大の発電合計を減少方向に補正する第１の補正手段と、
上記第１の補正手段により補正された結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する第２の燃料費用算出手段と、
第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用算出手段により算出された上記第２の燃料費用とに基づいて、上記揚水対象断面の深夜下げ代及び上記揚発対象断面の火力予備力を算出する算出手段とを備えることを特徴とする発電に関する最経済算出装置。
【請求項９】
上記第１の補正手段は、上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用に基づいて、下記式を満たすように、揚水対象断面である増分燃料費が最小の発電合計を増加方向に補正し、また、上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用に基づいて、下記式を満たすように、揚発対象断面である増分燃料費が最大の発電合計を減少方向に補正し、
上記算出手段は、第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用算出手段により算出された上記第２の燃料費用とに基づいて、下記式を満たすように、上記揚水対象断面の深夜下げ代及び上記揚発対象断面の火力予備力を算出することを特徴とする請求項８記載の発電に関する最経済算出装置。
Ｐｔｄ＝−Ｐｓｄ×ηＰ×Ｔｐ／Ｔｇ
但し、Ｐｔｄは、揚発対象断面における発電合計の補正量（昼間発電合計補正量）を示し、Ｐｓｄは、揚水対象断面における発電合計の補正量（深夜発電合計補正量）を示し、ηＰは、揚水効率を示し、Ｔｐは、揚水時間を示し、Ｔｇは、揚発時間を示している。
【請求項１０】
上記第１の燃料費用よりも上記第２の燃料費用の方が大きい場合、上記揚水対象断面において発電合計が初期値より大きいときには、増分燃料費最大の断面を所定の単位量減少方向に補正し、発電合計が初期値より小さいときには、初期値との差が最も小さい断面を所定の単位量減少方向に補正し、
上記揚発指定断面又は上記揚発対象断面において発電合計が初期値より小さいときには、増分燃料費最小の断面を所定の単位量増加方向に補正し、発電合計が初期値より大きいときには、上記揚発指定断面の初期値との差が最も小さい断面を所定の単位量増加方向に補正する第２の補正手段と、
上記第２の補正手段により補正された結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第３の燃料費用を算出する第３の燃料費用算出手段とを備え、
上記算出手段は、上記第２の燃料費用と、上記第３の燃料費用とに基づいて、上記揚水対象断面の深夜下げ代及び上記揚発対象断面の火力予備力を算出することを特徴とする請求項８記載の発電に関する最経済算出装置。
【請求項１１】
設定部により系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報が設定され、上記火力発電機の発電合計が複数断面指定され、上記火力発電機の揚発断面が指定され、これら設定された情報に基づいて発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出する最経済算出方法において、
上記発電機関連情報と、上記複数断面と、上記揚発指定断面とに基づいて火力カーブを生成し、
上記火力カーブに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出し、
上記第１の燃料費用に基づき、揚水対象断面である増分燃料費が最小の発電合計を増加方向に補正し、上記第１の燃料費用に基づき、揚発対象断面である増分燃料費が最大の発電合計を減少方向に補正し、
上記補正結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出し、
上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用とに基づいて、上記揚水対象断面の深夜下げ代及び上記揚発対象断面の火力予備力を算出することを特徴とする最経済算出方法。
【請求項１２】
系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報が設定され、上記火力発電機の発電合計が複数断面指定され、上記火力発電機の揚発断面が指定され、これら設定された情報に基づいて発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出するためのプログラムにおいて、
上記発電機関連情報と、上記複数断面と、上記揚発指定断面とに基づいて火力カーブを生成し、
上記火力カーブに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出し、
上記第１の燃料費用に基づき、揚水対象断面である増分燃料費が最小の発電合計を増加方向に補正し、上記第１の燃料費用に基づき、揚発対象断面である増分燃料費が最大の発電合計を減少方向に補正し、
上記補正結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出し、
上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用とに基づいて、上記揚水対象断面の深夜下げ代及び上記揚発対象断面の火力予備力を算出することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統に繋がれている火力発電機の最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出する発電に関する最経済算出装置及び方法並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
系統に繋がれている火力発電機の運転計画では、各火力発電機により消費される燃料費用が全体として最小となるよう計画されている。  ここで、系統に繋がれている発電機の並解列の状況に応じて各発電機の出力を最経済とするための演算手法として、等増分燃料費法が知られている。等増分燃料費法は、各発電機の燃料費用特性を２次近似式で表し、この２次近似式を発電機出力で微分し、微分により得られた増分燃料費が各発電機で等しくなるように発電出力を調整することによりトータル燃料費用を最小にする手法である。
【０００３】
また、系統に繋がれている発電機の中に、燃料消費量の制約を有する発電機が含まれる場合には、発電機燃料費補正係数の調整と、等増分燃料費法の演算を繰り返すことにより、燃料消費量の制約を満たし、かつ最経済となる各発電機の出力を求める方法が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特願２０００−１４２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、深夜下げ代及び火力予備力の最適化については、増分燃料費の最小値と増分燃料費の最大値の比率が揚水効率より小さい場合、増分燃料費が小さい時刻で揚水電力を増加させ、増分燃料費が大きい時刻で揚発電力を増加させる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ここで、深夜下げ代とは、深夜の需要が最小となる時、すなわち、系統に繋がれている火力発電機が１日の中で最も出力を下げた時の抑制余力のことであり、また、火力予備力とは、昼間の需要が最大となる時、すなわち、系統に繋がれている火力発電機が１日の中で最も出力を上げた時の焚上余力のことである。
【０００７】
この深夜下げ代と火力予備力は、下記（１）乃至（３）の条件を満たすように決定される。なお、下記（１）乃至（３）の条件を満たして深夜下げ代と火力予備力を決定することを揚水計画という。
（１）昼間の電力供給に必要な揚水発電所の発電電力量（以下、揚発容量という。）を確保すること。
（２）揚発容量が設備容量限界（以下、揚発容量限界という。）を超えないこと。
（３）火力発電機の燃料費用が最も小さくなる（以下、最適化という。）こと。
【０００８】
揚水計画により決定される深夜下げ代と火力予備力は、火力発電機の燃料費用に与える影響が大きい。したがって、火力発電機の燃料費用を最小化するための最適化支援プログラムが必要となる。
【０００９】
例えば、深夜下げ代と火力予備力を最適な設定値にするために、需要が最小となる時（深夜）の増分燃料費を需要が最大となる時（昼間）の増分燃料費で除した値が、揚水効率（約７０パーセント）と等しくなるまで深夜の揚水電力を増加させ、昼間の揚発電力を増加させる。ここで、増分燃料費は、燃料費用特性の２次近似式を発電機出力で微分したものであり、燃料費用を算出するものでない。したがって、このような手法では、揚水した電力の費用を正確に求めることができず、結果に誤差が含まれてしまい、発電に関する最経済とならない。
【００１０】
そこで、本発明では、上述した問題点を解決するために、揚発容量及び揚発容量限界に基づいて深夜下げ代及び火力予備力を最適化し、火力発電機の燃料費用が最小となる深夜下げ代及び火力予備力を決定する発電に関する最経済算出装置及び方法並びにプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る発電に関する最経済算出装置は、上述の課題を解決するために、系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報を設定する発電機関連情報設定手段と、上記火力発電機の電力を利用して調整池へ揚水するための時間を設定する揚水時間設定手段と、上記調整池から揚発するための時間を設定する揚発時間設定手段と、上記揚水時間設定手段により設定された上記揚水時間における上記火力発電機の深夜下げ代を任意の値に設定する深夜下げ代設定手段と、上記揚発時間設定手段により設定された上記揚発時間における上記火力発電機の火力予備力を任意の値に設定する火力予備力設定手段と、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代とに基づいて、上記揚水時間における深夜発電合計を算出する第１の発電合計算出手段と、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力に基づいて、上記揚発時間における昼間発電合計を算出する第２の発電合計算出手段と、上記第１の発電合計算出手段により算出された上記深夜発電合計と、上記第２の発電合計算出手段により算出された上記昼間発電合計とに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する第１の燃料費用算出手段と、上記第１の発電合計算出手段により算出された上記深夜発電合計の補正量と、上記揚水時間設定手段により設定された上記揚水時間と、揚水の効率とを乗じて得られた第１の乗算値と、上記第２の発電合計算出手段により算出された上記昼間発電合計の補正量と、上記揚発時間設定手段により設定された上記揚発時間とを乗じて得られた第２の乗算値とに基づき、上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計を補正する補正手段と、上記補正手段により補正された上記深夜発電合計及び上記昼間発電合計に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する第２の燃料費用算出手段と、上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用算出手段により算出された上記第２の燃料費用とに基づいて、上記深夜下げ代設定手段により設定された上記深夜下げ代の補正値を算出し、上記火力予備力設定手段により設定された上記火力予備力の補正値を算出する補正値算出手段とを備える。
【００１２】
また、本発明に係る最経済算出方法は、上述の課題を解決するために、上述した最経済算出装置により、発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出する。
【００１３】
また、本発明に係るプログラムは、上述の課題を解決するために、上述した最経済算出装置による一連の処理が行われ、発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出するためのコンピュータにインストールされるプログラムである。
【００１４】
本発明に係る発電に関する最経済算出装置は、上述の課題を解決するために、系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報を設定する発電機関連情報設定手段と、上記火力発電機の発電合計を複数断面指定する複数断面指定手段と、上記火力発電機の揚発断面を指定する揚発指定手段と、上記発電機関連情報設定手段により設定された上記発電機関連情報と、上記複数断面指定手段により指定された上記複数断面と、上記揚発指定手段により指定された上記揚発指定断面に基づいて火力カーブを生成する火力カーブ生成手段と、上記火力カーブ生成手段により生成された火力カーブに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する第１の燃料費用算出手段と、上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用に基づき、揚水対象断面である増分燃料費が最小の発電合計を増加方向に補正し、上記第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用に基づき、揚発対象断面である増分燃料費が最大の発電合計を減少方向に補正する第１の補正手段と、上記第１の補正手段により補正された結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する第２の燃料費用算出手段と、第１の燃料費用算出手段により算出された上記第１の燃料費用と、上記第２の燃料費用算出手段により算出された上記第２の燃料費用とに基づいて、上記揚水対象断面の深夜下げ代及び上記揚発対象断面の火力予備力を算出する算出手段とを備える。
【００１５】
また、本発明に係る最経済算出方法は、上述の課題を解決するために、上述した最経済算出装置により、発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出する。
【００１６】
さらに、本発明に係るプログラムは、上述の課題を解決するために、上述した最経済算出装置による一連の処理が行われ、発電が最経済となるように最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出するためのコンピュータにインストールされるプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、揚水計画の深夜下げ代及び火力予備力を火力発電機の燃料費用が最小となるよう最適化計算を高速かつ容易に行うことができる。
【００１８】
また、本発明によれば、発電機の燃料消費量に制約を有する場合でも深夜下げ代及び火力予備力最適計算が可能である。
【００１９】
また、本発明によれば、深夜下げ代及び火力予備力を最適化することによる発電機合計の燃料費用、燃料消費量、ガス排出量の値及び変化量を計算することが可能である。
【００２０】
また、本発明によれば、深夜下げ代及び火力予備力を最適化することによる発電機個別の出力、燃料消費量及びガス排出量の値を計算することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に平均的な１日の日負荷曲線を示す。図１（Ａ）に示すように、火力発電機の運転を制御することにより、時間単位でピーク供給力を変動させている。具体的には、火力発電機は、電力があまり消費されない深夜帯（例えば、午前２時〜午前６時）に最低出力で運転し、明け方から徐々に焚き上げ、昼間帯（例えば、午前１１時〜午後７時）に最大出力で運転する。また、深夜帯には、一度発電に使われ、下の調整池に蓄えられた水を、深夜電力を利用して上の調整池に汲み上げ（揚水）、電力需要のピーク時である昼間帯に上の調整池から下の調整池へ放水し、揚水発電機により発電（揚発）を行う。したがって、図１（Ｂ）に示すように、揚発容量は、深夜帯には高く、昼間帯には低下する。
【００２２】
また、深夜帯における火力発電機の出力には、変動可能な一定の幅があり、一方、昼間帯における火力発電機の出力にも、変動可能な一定の幅がある。例えば、深夜帯に火力発電機を焚き上げ、多量の水を上の調整池に揚水しておけば、昼間帯の揚発を増やし、昼間帯の火力発電機の出力を下げることができる。一方で、深夜帯に火力発電機を極力抑制し、少量の水しか上の調整池に揚水しなければ、昼間帯の揚発を減らし、昼間帯の火力発電機の出力を上げる必要が生じ得る。
【００２３】
このようにして、深夜帯の需要が最小となる時、すなわち、火力発電機が１日の中で最も出力を下げた時の抑制余力（以下、深夜下げ代という。）と、昼間帯の需要が最大となる時、すなわち、火力発電機が１日の中で最も出力を上げたときの焚上余力（以下、火力予備力という。）を最適に決定することができれば、発電に関する最経済を図ることができる。
【００２４】
本発明に係る発電に関する最経済算出装置及び方法並びにプログラムは、系統に繋がれている火力発電機の燃料費用が全体として最小となるように、揚発容量及び揚発容量限界に基づいて、最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出することを目的としている。
【００２５】
本発明は、図２に示す演算装置１により構成される。演算装置１は、所定の情報が入力される入力部２と、入力部２により入力された情報に基づいて所定の演算を行う演算部３と、演算部３により演算された結果を出力する出力表示部４とにより構成される。入力部２は、例えば、キーボード等のユーザにより操作可能なインターフェースである。演算部３は、ＣＰＵを備える処理装置である。出力表示部４は、ＣＲＴ等のユーザに視認可能な表示装置である。
【００２６】
ここで、演算装置１により最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出するための構成及び動作について、以下に具体的な構成とともに詳述する。なお、以下では、最適な深夜下げ代及び火力予備力を算出する装置を最経済算出装置と言う。
【００２７】
＜全体構成＞
最経済算出装置５は、図３に示すように、火力発電機の発電機関連情報を設定する発電機関連情報設定部１０と、火力発電機の電力を利用して調整池へ揚水するための時間を設定する揚水時間設定部１１と、調整池に貯められている水を利用して揚水発電機により揚発するための時間を設定する揚発時間設定部１２と、設定された揚水時間における火力発電機の深夜下げ代を任意の値に設定する深夜下げ代設定部１３と、設定された揚発時間における火力発電機の火力予備力を任意の値に設定する火力予備力設定部１４と、設定された揚水時間における発電合計を算出する第１の発電合計算出部１５と、設定された揚発時間における発電合計を算出する第２の発電合計算出部１６と、第１の発電合計算出部１５により算出された揚水時間における発電合計と、第２の発電合計算出部１６により算出された揚発時間における発電合計とに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する第１の燃料費用算出部１７と、揚水時間における発電合計及び揚発時間における発電合計を補正する補正部１８と、補正部１８により補正された揚水時間における発電合計及び揚発時間における発電合計に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する第２の燃料費用算出部１９と、設定された深夜下げ代の補正値を算出し、設定された火力予備力の補正値を算出する補正値算出部２０とを備える。
【００２８】
なお、系統に繋がれている火力発電機は、単位出力あたりの燃料費用が変動する発電機（以下、変動単価発電機という。）と、単位出力あたりの燃料費用が一定の発電機（以下、固定単価発電機という。）が混在しているものとする。
【００２９】
発電機関連情報設定部１０は、系統に繋がれているすべての変動単価発電機と固定単価発電機に対して必要な発電機関連情報の設定を行う。発電機関連情報設定部１０は、系統に繋がれている変動単価発電機ごとに、主として、図４に示すように、発電機の出力上下限値を設定する出力上下限値設定部３０と、熱出力特性定数（ａ，ｂ，ｃ）を設定する熱出力特性定数設定部３１と、燃料単価を設定する燃料単価設定部３２と、発電機所内電力特性定数を設定する発電機所内電力特性定数設定部３３と、その他発電関連費用を設定するその他費用設定部３４と、ガス（ＣＯ２（二酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＳＯｘ（硫黄酸化物））排出量特性を設定するガス排出量特性定数設定部３５とを備えている。
【００３０】
ここで、出力上下限値設定部３０により行われる設定について詳述する。変動単価発電機は、季節ごとの温度変化に応じて出力値が変化するものが有り、出力上下限値設定部３０では、季節毎（例えば、夏期、冬期、春・秋期の３期毎）に最大値（Ｐｍａｘ）と最小値（Ｐｍｉｎ）を設定する。また、変動単価発電機により発電された電力は、発電機自身で使用する所内電力にも用いられるため、発電端での電力と、送電端の出力では異なる。
【００３１】
したがって、出力上下限値設定部３０では、発電端の電力に基づき、発電機所内電力特性定数設定部３３の設定値により送電端の出力を算出し、第１の燃料費用算出部１７と第２の燃料費用算出部１９による最適負荷配分の計算に用いている。
【００３２】
また、燃料単価設定部３２について詳述する。変動単価発電機は、発電の際に使用する燃料が種々あり、例えば、ＬＮＧ、重油、原油、都市ガス、ＬＰＧ及び石炭がある。燃料単価設定部３２では、各燃料に対して適宜燃料単価を設定することができる。
【００３３】
揚水時間設定部１１は、一度発電に利用され、下の調整池に蓄えられた水を、深夜電力を利用して上の貯水池に汲み上げる時間を設定する。なお、本実施例では、午前２時〜午前６時までの４時間を揚水時間の初期値としているが、他の時間も選択可能である。
【００３４】
深夜下げ代設定部１３は、揚水時間設定部１１により設定された揚水時間における深夜下げ代を設定する。
【００３５】
揚発時間設定部１２は、電力需要のピーク時に上の調整池から下の調整池へ放水し、揚発する時間を設定する。なお、本実施例では、午前１１時〜午後７時までの８時間を揚発時間の初期値としているが、他の時間も選択可能である。
【００３６】
火力予備力設定部１４は、揚発時間設定部１２により設定された揚発時間における火力予備力を設定する。
【００３７】
第１の発電合計算出部１５は、発電機関連情報設定部１０により設定された発電機関連情報と、深夜下げ代設定部１３により設定された深夜下げ代とに基づいて、揚水時間における発電合計を算出する。
【００３８】
第２の発電合計算出部１６は、発電機関連情報設定部１０により設定された発電機関連情報と、火力予備力設定部１４により設定された火力予備力に基づいて、揚発時間における発電合計を算出する。
【００３９】
第１の燃料費用算出部１７は、第１の発電合計算出部１５により算出された揚水時間における発電合計と、第２の発電合計算出部１６により算出された揚発時間における発電合計とに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する。
【００４０】
補正部１８は、第１の発電合計算出部１５により算出された揚水時間における発電合計補正量と、揚水時間設定部１１により設定された揚水時間と、揚水の効率とを乗じて得られた第１の乗算値と、第２の発電合計算出部１６により算出された揚発時間における発電合計補正量と、揚発時間設定部１２により設定された揚発時間とを乗じて得られた第２の乗算値とに基づき、揚水時間における発電合計及び揚発時間における発電合計を補正する。ここで、補正部１８の具体的な補正の処理について説明する。
【００４１】
補正部１８では、（１）式を満たすように、揚水時間の発電合計と、揚発時間の発電合計の補正を行う。
Ｐｔｄ＝−Ｐｓｄ×ηＰ×Ｔｐ／Ｔｇ・・・（１）
但し、Ｐｔｄは、第２の発電合計算出部１６により算出された揚発時間における発電合計の補正量（昼間発電合計補正量）を示し、Ｐｓｄは、第１の発電合計算出部１５により算出された揚水時間における発電合計の補正量（深夜発電合計補正量）を示し、ηＰは、揚水効率を示し、Ｔｐは、揚水時間を示し、Ｔｇは、揚発時間を示している。なお、揚水効率ηＰは、概ね７０パーセントである。
【００４２】
また、（１）式は、深夜の揚水電力量補正量に揚水効率を乗じた値が、昼間の揚発電力量補正量と等しくなるように深夜と昼間の発電合計を補正することを表している。
【００４３】
第２の燃料費用算出部１９は、補正部１８により補正された揚水時間における発電合計及び揚発時間における発電合計に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する。
【００４４】
補正値算出部２０は、第１の燃料費用算出部１７により算出された第１の燃料費用と、第２の燃料費用算出部１９により算出された第２の燃料費用とに基づいて、（１）式を満たすように、深夜下げ代設定部１３により設定された深夜下げ代の補正値を算出し、火力予備力設定部１４により設定された火力予備力の補正値を算出する。
【００４５】
また、最経済算出装置５は、系統に繋がれている火力発電機に対して、揚水時間及び揚発時間における並列選択、解列選択又は出力指定を行う発電状態設定部２１を備える。このような構成の場合には、第１の発電合計算出部１５は、発電機関連情報設定部１０により設定された発電機関連情報と、深夜下げ代設定部１３により設定された深夜下げ代とに基づいて、発電状態設定部２１により並列選択されている火力発電機の揚水時間における発電合計を算出する。また、第２の発電合計算出部１６は、発電機関連情報設定部１０により設定された発電機関連情報と、火力予備力設定部１４により設定された火力予備力とに基づいて、発電状態設定部２１により並列選択されている火力発電機の揚発時間における発電合計を算出する。
【００４６】
＜昼夜間各１断面による深夜下げ代・火力予備力の算出＞
つぎに、最経済算出装置５により電力の最経済となるように昼夜間各１断面による深夜下げ代及び火力予備力を算出する実施例について説明する。
【００４７】
なお、昼夜間各１断面とは、昼間の各火力発電機の出力合計（以下、発電合計という。）が最大となる断面と、夜間の発電合計が最小となる断面をいう。
【００４８】
通常、火力発電機の出力は、夜の需要減少に伴い降下し、需要最小時（深夜）に最も小さくなり、一方、朝の需要増に伴い上昇し、需要最大時（昼間）に最も大きくなる。揚水発電機は、需要の減少により火力発電機の出力が下降し、目標最低出力になったときに、以降の需要減に揚水で対応し、一方、需要の増加により火力発電機の出力が上昇し、目標最大出力になったときに、以降の需要増に揚発で対応する。
【００４９】
したがって、発電合計が目標最低出力に到達し、揚水により需要変動に対応する時間帯及び、発電合計が目標最大出力に到達し、揚発により需要変動に対応する時間帯における各火力発電機の出力は、それぞれ一定となる（図１）。
【００５０】
また、揚水発電機を使用していない時間帯は、深夜下げ代と火力予備力の変化による火力燃料費用への影響がない。
【００５１】
したがって、簡易的には、揚水と揚発が入る夜間と昼間の各１断面にのみ注目して、深夜下げ代と火力予備力の最適化計算を行うことにより、一日の最適化計算とみなすことができる。
【００５２】
具体的な処理内容は、図５に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００５３】
最経済算出装置５は、ステップＳ１において、発電機関連情報設定部１０により各発電機の関連情報を設定し、揚水時間設定部１１により揚水時間を設定し、揚発時間設定部１２により揚発時間を設定し、深夜下げ代設定部１３により深夜下げ代を設定し、火力予備力設定部１４により火力予備力を設定する。
【００５４】
最経済算出装置５は、ステップＳ２において、発電状態設定部２１により系統に繋がれている火力発電機の並列、解列又は出力指定を行う。火力発電機によっては、夜間起動停止（DSS、Daily Startup and shutdown）で解列するなど、深夜帯と昼間帯で発電機の並解列状態あるいは出力制約等発電状態が異なる場合には、その設定を行う（以下、深夜・昼間別バランス変更設定という）。なお、発電状態の設定を行わない場合には、本工程はスキップされ、ステップＳ３へ進む。
【００５５】
最経済算出装置５は、ステップＳ３において、第１の発電合計算出部１５と第２の発電合計算出部１６により、ステップＳ１の工程で設定された深夜下げ代及び火力予備力に基づいて、並列中の発電機が賄う深夜・昼間別発電合計をそれぞれ算出する。
【００５６】
最経済算出装置５は、ステップＳ４において、第１の燃料費用算出部１７によりステップＳ３の工程で作成された深夜・昼間別発電合計に基づいて、最適負荷配分による深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ１を算出する。
【００５７】
最経済算出装置５は、ステップＳ５において、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ３の工程で算出した深夜発電合計を所定の単位量Ａだけ増加方向に補正し、また、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ３の工程で算出した昼間発電合計を所定の単位量Ａだけ減少方向に補正する。そして、最経済算出装置５は、第２の燃料費用算出部１９により、補正後の深夜発電合計及び昼間発電合計を最適負荷配分により深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ２を算出する。
【００５８】
最経済算出装置５は、ステップＳ６において、ステップＳ４により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ１とステップＳ５により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ２とを比較する。Ｆ１＜Ｆ２の場合には、ステップＳ７に進み、Ｆ１＜Ｆ２でない場合には、ステップＳ５の工程に戻る。
【００５９】
最経済算出装置５は、ステップＳ７において、ステップＳ５の工程で補正した所定の単位量Ａを１／２にする。
【００６０】
最経済算出装置５は、ステップＳ８において、ステップＳ７により得られたＡ／２と所定の設定値Ｂとを比較する。なお、設定値Ｂは、例えば、１ＭＷとする。Ａ／２＞Ｂの場合には、ステップＳ９に進み、Ａ／２＞Ｂではない場合には、ステップＳ１３に進む。
【００６１】
最経済算出装置５は、ステップＳ９において、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ３の工程で算出した深夜発電合計を所定の単位量Ｃだけ減少方向に補正し、また、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ３の工程で算出した昼間発電合計を所定の単位量Ｃだけ増加方向に補正する。そして、最経済算出装置５は、第２の燃料費用算出部１９により、補正後の深夜発電合計及び昼間発電合計を最適負荷配分により深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ３を算出する。
【００６２】
最経済算出装置５は、ステップＳ１０において、ステップＳ５により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ２とステップＳ９により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ３とを比較する。Ｆ２＜Ｆ３の場合には、ステップＳ１１に進み、Ｆ２＜Ｆ３ではない場合には、ステップＳ９に戻る。
【００６３】
最経済算出装置５は、ステップＳ１１において、ステップＳ１０の工程で補正した所定の単位量Ｃを１／２にする。
【００６４】
最経済算出装置５は、ステップＳ１２において、ステップ１１により得られたＣ／２と所定の設定値Ｂとを比較する。Ｃ／２＞Ｂの場合には、ステップＳ５に戻り、Ｃ／２＞Ｂではない場合には、ステップＳ１３に進む。
【００６５】
最経済算出装置５は、ステップＳ１３において、ステップＳ７により得られたＡ／２又はステップＳ１１により得られたＣ／２が、所定の設定値以下になった場合には、演算処理を終了する。最経済算出装置５は、演算処理の終了により得られた最適化後の深夜下げ代及び火力予備力及び経済効果を出力表示部４に表示する。
【００６６】
なお、設定値Ｂは、任意で設定でき、発電機の状態に合わせ計算時間及び必要とする処理精度等から決定される。
【００６７】
また、上述したステップＳ１の工程からステップＳ１３の工程によって、深夜と昼間の発電合計が補正され、繰り返し演算により求められた深夜と昼間の合計燃料費用から次のことが分かる。
【００６８】
例えば、深夜の発電合計が大きい、すなわち、深夜下げ代が大きい方が燃料費用が小さい場合には、火力発電機の出力を事前データよりも焚き増して揚水することで、その電力量分昼間に揚発を使用して火力発電機を抑制した方が経済的であることが分かる。
【００６９】
また、例えば、深夜発電合計が小さい、すなわち、深夜下げ代が小さい方が燃料費用が小さい場合には、火力発電機の出力を事前データより抑制して揚水量を減らすことで、その電力量分昼間の揚発使用量を減少して火力発電機を焚き増しした方が経済的であることが分かる。
【００７０】
＜複数日における昼夜間各１断面による深夜下げ代・火力予備力の算出＞
つぎに、最経済算出装置５により、１日を深夜と昼間の２断面とした計算を複数日まとめて演算し、深夜下げ代及び火力予備力を算出する場合の実施例について、図６に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００７１】
最経済算出装置５は、ステップＳ２１において、発電機関連情報設定部１０により各発電機の関連情報を日ごとに設定し、揚水時間設定部１１により揚水時間を日ごとに設定し、揚発時間設定部１２により揚発時間を日ごとに設定し、深夜下げ代設定部１３により深夜下げ代を日ごとに設定し、火力予備力設定部１４により火力予備力を日ごとに設定する。
【００７２】
最経済算出装置５は、ステップＳ２２において、発電状態設定部２１により系統に繋がれている火力発電機の並列、解列又は出力指定を日ごとに行う。火力発電機によっては、夜間起動停止（DSS）で解列するなど、深夜帯と昼間帯で発電機の並解列状態あるいは出力制約等発電状態が異なる場合には、その設定を行う（以下、深夜・昼間別バランス変更設定という）。なお、発電状態の設定を行わない場合には、本工程はスキップされ、ステップＳ２３へ進む。
【００７３】
最経済算出装置５は、ステップＳ２３において、第１の発電合計算出部１５と第２の発電合計算出部１６により、ステップＳ２１の工程で設定された深夜下げ代及び火力予備力に基づいて、並列中の発電機が賄う深夜・昼間別発電合計をそれぞれ日ごとに算出する。
【００７４】
最経済算出装置５は、ステップＳ２４において、第１の燃料費用算出部１７によりステップＳ２３の工程で作成された深夜・昼間別発電合計に基づいて、最適負荷配分による深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ４を算出する。
【００７５】
最経済算出装置５は、ステップＳ２５において、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ２３の工程で算出した深夜発電合計の中から、深夜最も増分燃料費が小さい深夜発電合計を所定の単位量Ｄだけ増加方向に補正し、また、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ２３の工程で算出した昼間発電合計の中から、昼間最も増分燃料費が大きい昼間発電合計を所定の単位量Ｄだけ減少方向に補正する。そして、最経済算出装置５は、第２の燃料費用算出部１９により、補正後の深夜発電合計及び昼間発電合計を最適負荷配分により深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ５を算出する。
【００７６】
最経済算出装置５は、ステップＳ２６において、ステップＳ２４により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ４とステップＳ２５により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ５とを比較する。Ｆ４＜Ｆ５の場合には、ステップＳ２７に進み、Ｆ４＜Ｆ５でない場合には、ステップＳ２５の工程に戻る。
【００７７】
最経済算出装置５は、ステップＳ２７において、ステップＳ２５の工程で補正した所定の単位量Ｄを１／２にする。
【００７８】
最経済算出装置５は、ステップＳ２８において、ステップＳ２７により得られたＤ／２と所定の設定値Ｅとを比較する。なお、設定値Ｅは、例えば、１ＭＷとする。Ｄ／２＞Ｅの場合には、ステップＳ２９に進み、Ｄ／２＞Ｅではない場合には、ステップＳ３３に進む。
【００７９】
最経済算出装置５は、ステップＳ２９において、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ２３の工程で算出した深夜発電合計の中から、深夜の増分燃料費が最も大き深夜発電合計を所定の単位量Ｆだけ減少方向に補正し、また、補正部１８により（１）式にしたがってステップＳ２３の工程で算出した昼間発電合計の中から、昼間の増分燃料費が最も小さい昼間発電合計を所定の単位量Ｆだけ増加方向に補正する。そして、最経済算出装置５は、第２の燃料費用算出部１９により、補正後の深夜発電合計及び昼間発電合計を最適負荷配分により深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ６を算出する。
【００８０】
最経済算出装置５は、ステップＳ３０において、ステップＳ２５により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ５とステップＳ２９により算出された深夜・昼間の合計燃料費用Ｆ６とを比較する。Ｆ５＜Ｆ６の場合には、ステップＳ３１に進み、Ｆ５＜Ｆ６ではない場合には、ステップＳ２９に戻る。
【００８１】
最経済算出装置５は、ステップＳ３１において、ステップＳ３０の工程で補正した所定の単位量Ｆを１／２にする。
【００８２】
最経済算出装置５は、ステップＳ３２において、ステップ１１により得られたＦ／２と所定の設定値Ｅとを比較する。Ｆ／２＞Ｅの場合には、ステップＳ２５に戻り、Ｆ／２＞Ｅではない場合には、ステップＳ３３に進む。
【００８３】
最経済算出装置５は、ステップＳ３３において、ステップＳ２７により得られたＤ／２又はステップＳ３１により得られたＦ／２が、所定の設定値以下になった場合には、演算処理を終了する。最経済算出装置５は、演算処理の終了により得られた最適化後の深夜下げ代及び火力予備力及び経済効果を表示出力する。
【００８４】
＜複数断面による深夜下げ代及び火力予備力の算出＞
つぎに、最経済算出装置６により、発電合計を複数断面指定し、火力発電機の出力合計の時間帯別変化を模擬した深夜下げ代及び火力予備力の最適化計算を行う場合の実施例について説明する。
【００８５】
最経済算出装置６は、図７に示すように、系統に繋がれている火力発電機ごとに発電機関連情報を設定する発電機関連情報設定部４０と、火力発電機の発電合計を複数断面指定する複数断面指定部４１と、火力発電機の揚発断面を指定する揚発指定部４２と、発電機関連情報設定部４０により設定された発電機関連情報と、複数断面指定部４１により指定された複数断面と、揚発指定部４２により指定された揚発指定断面に基づいて火力カーブを生成する火力カーブ生成部４３と、火力カーブ生成部４３により生成された火力カーブに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用を算出する第１の燃料費用算出部４４と、第１の燃料費用算出部４４により算出された第１の燃料費用に基づき、揚水対象断面である増分燃料費が最小の発電合計を増加方向に補正し、第１の燃料費用算出部４４により算出された第１の燃料費用に基づき、揚発対象断面である増分燃料費が最大の発電合計を減少方向に補正する第１の補正部４５と、第１の補正部４５により補正された結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用を算出する第２の燃料費用算出部４６と、第１の燃料費用と、第２の燃料費用とに基づいて、揚水対象断面の深夜下げ代及び揚発対象断面の火力予備力を算出する算出部４７とを備える。
【００８６】
また、第１の補正部４５は、第１の燃料費用算出部４４により算出された第１の燃料費用に基づいて、（２）式を満たすように、揚水対象断面である増分燃料費が最小の発電合計を増加方向に補正し、また、第１の燃料費用算出部４４により算出された第１の燃料費用に基づいて、（２）式を満たすように、揚発対象断面である増分燃料費が最大の発電合計を減少方向に補正する。
【００８７】
また、算出部４７は、第１の燃料費用算出部４４により算出された第１の燃料費用と、第２の燃料費用算出部４６により算出された第２の燃料費用とに基づいて、（２）式を満たすように、揚水対象断面の深夜下げ代及び揚発対象断面の火力予備力を算出する。
【００８８】
Ｐｔｄ＝−Ｐｓｄ×ηＰ×Ｔｐ／Ｔｇ・・・（２）
但し、Ｐｔｄは、揚発対象断面における発電合計の補正量（昼間発電合計補正量）を示し、Ｐｓｄは、揚水対象断面における発電合計の補正量（深夜発電合計補正量）を示し、ηＰは、揚水効率を示し、Ｔｐは、揚水時間を示し、Ｔｇは、揚発時間を示している。
【００８９】
また、最経済算出装置６は、第１の燃料費用よりも第２の燃料費用の方が大きい場合、揚水対象断面において発電合計が初期値より大きいときには、増分燃料費最大の断面を所定の単位量減少方向に補正し、発電合計が初期値より小さいときには、初期値との差が最も小さい断面を所定の単位量減少方向に補正し、揚発指定断面又は揚発対象断面において発電合計が初期値より小さいときには、増分燃料費最小の断面を所定の単位量増加方向に補正し、発電合計が初期値より大きいときには、揚発指定断面の初期値との差が最も小さい断面を所定の単位量増加方向に補正する第２の補正部４８と、第２の補正部４８により補正された結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第３の燃料費用を算出する第３の燃料費用算出部４９とを備える。このような構成の場合には、算出部４７は、第２の燃料費用と、第３の燃料費用とに基づいて、揚水対象断面の深夜下げ代及び揚発対象断面の火力予備力を算出する。
【００９０】
また、最経済算出装置６は、系統に繋がれている火力発電機に対して、並列選択、解列選択又は出力指定を行う発電状態設定部５０を備える。
【００９１】
このような構成により最経済算出装置６では、例えば、１時間当りの発電合計を２４断面指定した場合には、１日の火力発電機の合計出力変化を模擬した演算を行うことが可能となる。このように発電合計を複数断面指定し、火力発電機の合計出力の変化を模擬したものを、火力カーブという。
【００９２】
また、最経済算出装置６は、火力カーブを設定することによって、上述した最経済算出装置５による＜昼夜間各１断面による深夜下げ代・火力予備力の算出＞に比べて、より需要変化を加味した詳細な深夜下げ代及び火力予備力の算出が可能である。
【００９３】
また、火力カーブは、任意の時間と断面で設定可能であり、例えば、１日の火力カーブを１時間＿２４断面、３０分＿４８断面、又は２時間＿１２断面等で設定することができる。各断面の発電合計値は、需要と発電計画から決定されるが、本実施例では、簡易に火力カーブを作成する機能を備えている。なお、火力カーブ作成の際に揚発が入る断面は指定しておく必要がある（以下、揚発指定断面という。）。
【００９４】
ここで、火力カーブの簡易作成機能について説明する。火力カーブの各断面の発電合計を火力発電機が分担する出力合計とする場合には、１日２４時間では、深夜に最低となり、昼間に最大となる等ほぼ一日の需要の変化が想定できる。また、夏場では、冷房需要により１５時が昼間最大時刻となる等、季節ごとにも需要の変化が想定できる。
【００９５】
そこで、本実施例では、火力発電機の発電合計を１日の中で、深夜最低時が深夜下げ代による最低出力となり、昼間最大時が火力予備力による最高出力となり、その他の時刻が比率で求まるよう設定しておく。
【００９６】
最経済算出装置６は、深夜下げ代と、火力予備力を指定するのみで複数断面の発電合計を簡易に作成できる機能（以下、火力カーブ作成機能という。）を備えている。なお、本実施例では、複数断面の指定は、１日２４断面、最大７日とする。
【００９７】
また、昼間の火力カーブを火力予備力のみでは設定しきれない場合は、複数ポイント（本実施例では、１日６ポイント）において、最大時の発電合計に対する比率を設定することで、火力カーブの形状を合わせこむ機能を備えている。
【００９８】
つぎに、処理の流れについて図８に示すフローチャートに従って説明する。
【００９９】
複数断面指定部４１は、ステップＳ４１において、火力発電機の発電合計を複数断面指定する。
【０１００】
揚発指定部４２は、ステップＳ４２において、火力発電機の揚発する断面を指定する。
【０１０１】
火力カーブ生成部４３は、ステップＳ４３において、発電機関連情報と、指定された複数断面と、指定された揚発指定断面に基づいて火力カーブを作成する。
【０１０２】
発電状態設定部５０は、ステップＳ４４において、系統に繋がれている火力発電機の各断面の発電機状態（並列、解列又は出力指定）の設定を行う（以下、バランス変更設定という）。なお、発電状態の設定を行わない場合には、本工程はスキップされ、ステップＳ４５へ進む。
【０１０３】
第１の燃料費用算出部４４は、ステップＳ４５において、火力カーブに基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第１の燃料費用Ｆ７を算出する。
【０１０４】
第１の補正部４５は、ステップＳ４６において、第１の燃料費用算出部４４により算出された第１の燃料費用に基づき、（２）式を満たすように、増分燃料費が最小の発電合計を所定の補正単位量Ｇだけ増加方向に補正し、第１の燃料費用算出部４４により算出された第１の燃料費用に基づき、（２）式を満たすように、増分燃料費が最大の発電合計を所定の補正単位量Ｇだけ減少方向に補正する。そして、第２の燃料費用算出部４６は、補正結果に基づいて、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第２の燃料費用Ｆ８を算出する。
【０１０５】
ここで、増分燃料費が最も小さく発電合計を増加方向に補正した断面を、揚水対象断面といい、増分燃料費が最も大きく発電合計を減少方向に補正した断面を、揚発対象断面という。
【０１０６】
最経済算出装置６は、ステップＳ４７において、第１の燃料費用Ｆ７と第２の燃料費用Ｆ８とを比較する。Ｆ７＜Ｆ８の場合には、ステップＳ４８に進み、Ｆ７＜Ｆ８ではない場合には、ステップＳ４６へ戻る。
【０１０７】
最経済算出装置６は、ステップＳ４８において、ステップＳ４６で補正した補正単位量Ｇを１／２にする。
【０１０８】
最経済算出装置６は、ステップＳ４９において、ステップ４８により得られたＧ／２と所定の設定値Ｈとを比較する。Ｇ／２＞Ｈの場合には、ステップＳ５０に進み、Ｇ／２＞Ｈではない場合には、ステップＳ５４に進む。
【０１０９】
第２の補正部４８は、ステップＳ５０において、揚水対象断面において発電合計が初期値より大きいときには、（２）式を満たすように、増分燃料費最大の断面を所定の補正単位量Ｉだけ減少方向に補正し、発電合計が初期値より小さいときには、（２）式を満たすように、初期値との差が最も小さい断面を所定の補正単位量Ｉだけ減少方向に補正し、揚発指定断面又は揚発対象断面において発電合計が初期値より小さいときには、（２）式を満たすように、増分燃料費最小の断面を所定の補正単位量Ｉだけ増加方向に補正し、発電合計が初期値より大きいときには、（２）式を満たすように、揚発指定断面の初期値との差が最も小さい断面を所定の補正単位量Ｉだけ増加方向に補正する。
【０１１０】
そして、第３の燃料費用算出部４９は、補正結果に基づき、等増分燃料費法による最適負荷配分を行って第３の燃料費用Ｆ９を算出する。
【０１１１】
最経済算出装置６は、ステップＳ５１において、第２の燃料費用Ｆ８と第３の燃料費用Ｆ９とを比較する。Ｆ８＜Ｆ９の場合には、ステップＳ５２に進み、Ｆ８＜Ｆ９ではない場合には、ステップＳ５０に戻る。
【０１１２】
最経済算出装置６は、ステップＳ５２において、ステップＳ４９の工程で用いた補正単位量Ｉを１／２にする。
【０１１３】
最経済算出装置６は、ステップＳ５３において、Ｉ／２と所定の設定値Ｈとを比較する。Ｉ／２＞Ｈの場合には、ステップＳ４６に戻り、Ｉ／２＞Ｈではない場合には、ステップＳ５４に進む。
【０１１４】
最経済算出装置６は、ステップＳ５４において、ステップＳ４９により得られたＧ／２又はステップＳ５３により得られたＩ／２が、所定の設定値Ｈ以下になった場合には、演算処理を終了する。最経済算出装置６は、演算処理の終了により得られた最適化後の深夜下げ代及び火力予備力及び経済効果を表示出力する。
【０１１５】
また、最経済算出装置６は、複数断面の演算結果から、深夜下げ代及び火力予備力の最適化前後別に、燃料費用、燃料別消費量及び発電量、ガス（NOx、SOx、CO2）排出量特性、火力カーブの断面別発電機個別出力（発電端あるいは送電端を指定可）、火力カーブの断面別発電機個別燃料消費量、及び、火力カーブの断面別発電機個別ガス排出量特性等が算出される。なお、ガス（NOx、SOx、CO2）排出量特性は、基本設定データのガス排出量特性定数（発電機出力に対する２次近似定数)から算出される。
【０１１６】
また、最経済算出装置６は、発電機の燃料消費量に制約を有する場合の深夜下げ代及び火力予備力を計算する機能を備えている。
【０１１７】
本発明によれば、揚水計画の深夜下げ代及び火力予備力を火力発電機の燃料費用が最小となるよう最適化計算を高速かつ容易に行うことができる。
【０１１８】
また、本発明によれば、発電機の燃料消費量に制約を有する場合でも深夜下げ代及び火力予備力最適計算が可能である。
【０１１９】
また、本発明によれば、深夜下げ代及び火力予備力を最適化することによる発電機合計の燃料費用、燃料消費量、ガス排出量特性の値及び変化量を計算することが可能である。
【０１２０】
また、本発明によれば、深夜下げ代及び火力予備力を最適化することによる発電機個別の出力、燃料消費量及びガス排出量特性の値を計算することが可能である。
【０１２１】
また、本発明では、上述で説明した最経済算出装置５及び最経済算出装置６による一連の処理は、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。また、当該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭのようなリムーバブルメディアに記録されてユーザに配付されても良いし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配付されても良い。
【０１２２】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】平均的な一日の日負荷曲線と、揚発容量の変化を示す図である。
【図２】本発明に係る演算装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る最経済算出装置の第１の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す最経済算出装置に備えられている発電機関連情報設定部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る最経済算出装置により昼夜間各１断面による深夜下げ代及び火力予備力の算出を行う手順についての説明に供するフローチャートである。
【図６】本発明に係る最経済算出装置により複数日における昼夜間各１断面による深夜下げ代及び火力予備力の算出を行う手順についての説明に供するフローチャートである。
【図７】本発明に係る最経済算出装置の第２の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る最経済算出装置により複数断面による深夜下げ代及び火力予備力の算出を行う手順についての説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２４】
５，６  最経済算出装置、５０  発電機関連情報設定部、１１  揚水時間設定部、１２  揚発時間設定部、１３  深夜下げ代設定部、１４  火力予備力設定部、１５  発電合計算出部、１６  第２の発電合計算出部、１７  第１の燃料費用算出部、１８  補正部、１９  第２の燃料費用算出部、２０  補正値算出部、４０  発電機関連情報設定部、４１  複数断面指定部、４２  揚発指定部、４３  火力カーブ生成部、４４  第１の燃料費用算出部、４５  第１の補正部、４６  第２の燃料費用算出部、４７  算出部、４８  第２の補正部、４９  第３の燃料費用算出部、５０  発電状態設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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